Науковий вісник НГУ

Особенности отработки охранного целика в слоистом массиве слабых пород

• 
• 

Рейтинг:   / 0

ПлохоОтлично 

Подробности

Категория: Содержание №5 2020

Обновлено 31 Октябрь 2020

Опубликовано 31 Октябрь 2020

Просмотров: 185

Authors:

В. И. Бондаренко, orcid.org/0000-0001-7552-0236, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

И. А. Ковалевская, orcid.org/0000-0003-2936-9680, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

Г. А. Симанович, orcid.org/0000-0002-2121-1742, Национальный технический университет «Днепровская политехника», г. Днепр, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра., e‑mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

М. В. Барабаш, ООО «ДТЭК Энерго», г. Киев, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

В. Г. Снингур, ШУ «Имени Героев Космоса» ЧАО «ДТЭК Павлоградуголь», г. Павлоград, Украина, e-mail: Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.

 повний текст / full article

Abstract:

Цель. Повышение полноты выемки запасов угля с охранных целиков, расположенных в слоистом массиве слабых пород кровли и почвы, для снижения потерь угля на шахтах и горизонтах, где горные работы близятся к своему завершению.

Методика. Создана геомеханическая модель исследования отработки охранных целиков в условиях влияния очистных работ с учетом слоистого массива и реологических процессов ползучести деформаций и релаксации напряжений горного массива. Проведено численное моделирование и анализ напряженно-деформированного состояния массива. Сделаны выводы по обоснованию технических решений по отработке охранных целиков.

Результаты. Установлены новые закономерности напряженно-деформированного состояния слоистого горного массива в зоне влияния очистных работ. Создана геомеханическая модель отработки охранных целиков с учетом реологических процессов в породах и обоснованы технологические параметры добычи угля из лав. Обеспечена возможность повторного использования выработок за счет внедрения ресурсосберегающей крепежной системы.

Научная новизна. Установлены закономерности перемещения зоны фронтального опорного давления впереди лавы, отрабатывающей охранные целики, коэффициент концентрации Ky = 1,1–1,3 на высоте от угольного пласта с₆ до 18–20 м, затрагивающей мощный алевролит. Установлено, что расчетное сопротивление сжатию в 4,2 раза превосходит величину действующих s_у, и по этому фактору алевролит сохраняет целостность по всей своей мощности. С приближением к пласту  концентрация вертикальных напряжений растет и составляет уже Ky = 1,9–2,7. Учет и анализ этих факторов дает основание утверждать, что кровля пласта и сам пласт не разрушаются.

Практическая значимость. Разработаны технологические решения по отработке охранных целиков для повышения полноты извлечения запасов угля с одновременным снижением себестоимости добычи и повышением безопасности очистных работ за счет снижения горного давления на механизированную крепь.

References.

1. Kovalevska, I., Zhuravkov, M., Chervatiuk, V., Husiev, O., & Snihur, V. (2019). Generalization of trends in the influence of geomechanics factors on the choice of operation modes for the fastening system in the preparatory mine workings. Mining of Mineral Deposits, 13(3), 1-11. https://doi.org/10.33271/mining13.03.001.

2. Skipochka, S., Krukovskyi, O., Serhiienko, S., & Krasovskyi, I. (2019). Non-destructive testing of rock bolt fastening as an element of monitoring the state of mine workings. Mining of Mineral Deposits, 13(1), 16-23. https://doi.org/10.33271/mining13.01.016.

3. Małkowski, P., Niedbalski, Z., & Majcherczyk, T. (2016). Roadway design efficiency indices for hard coal mines. Acta Geodynamika et Geomaterialia, 13(2), 201-211. https://doi.org/10.13168/AGG.2016.0002.

4. Niedbalski, Z., Małkowski, P., & Majcherczyk, T. (2018). Application of the NATM method in the road tunneling works in difficult geological conditions – The Carpathian flysch. Tunnelling and Underground Space Technology, (74), 41-59. https://doi.org/10.1016/j.tust.2018.01.003.

5. Tymoshchuk, V., Tishkov, V., & Soroka, Yu. (2018). Hydro and geomechanical stability assessment of the bund wall bottom slope of the Dniprovsk tailing dump. Mining of Mineral Deposits, 12(1), 39-47. https://doi.org/10.15407/mining12.01.039.

6. Malkowski, P., & Ostrowski, L. (2019). Convergence monitoring as a basis for numerical analysis of changes of rock-mass quality and Hoek-Brown failure criterion parameters due to longwall excavation. Archives of Mining Sciences, 64(1), 93-118. https://doi.org/10.24425/ams.2019.126274.

7. Lozynskyi, V., Medianyk, V., Saik, P., Rysbekov, K., & Demydov, M. (2020). Multivariance solutions for designing new levels of coal mines. Rudarsko Geolosko Naftni Zbornik, 35(2), 23-32. https://doi.org/10.17794/rgn.2020.2.3.

8. Bondarenko, V., Kovalevska, I., Symanovych, H., Barabash, M., & Snihur, V. (2018). Assessment of parting rock weak zones under the joint and downward mining of coal seams. E3S Web of Conferences, (66), 03001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/20186603001.

9. Bock, S., & Prusek, S. (2015). Numerical study of pressure on dams in a backfilled mining shaft based on PFC3D code. Computers and Geotechnics, (66), 230-244. https://doi.org/10.1016/j.compgeo.2015.02.005.

10. Bondarenko, V., Kovalevska, I., Symanovych, G., Sotskov, V., & Barabash, M. (2018). Geomechanics of interference between the operation modes of mine working support elements at their loading. Mining Science, (25), 219-235. https://doi.org/10.5277/msc182515.

11. Babets, D., Sdvyzhkova, O., Shashenko, O., Kravchenko, K., & Cabana, E.C. (2019). Implementation of probabilistic approach to rock mass strength estimation while excavating through fault zones. Mining of Mineral Deposits, 13(4), 72-83. https://doi.org/10.33271/mining13.04.072.

12. Kovalevska, I., Barabash, M., & Snihur, V. (2018). Development of a research methodology and analysis of the stress state of a parting under the joint and downward mining of coal seams. Mining of Mineral Deposits, 12(1), 76-84. https://doi.org/10.15407/mining12.01.076.

13. Busylo, V., Savelieva, T., Serdyuk, V., Koshka, A., & Morozova, T. (2015). Substantiating parameters of process design of contiguo11us seam mining in the Western Donbas mines. New Developments in Mining Engineering, 1725. https://doi.org/10.1201/b19901-5.

14. Kuzlo, M. T., Moshynskyi, V. S., & Martyniuk, P. M. (2018). Mathematical modelling of soil massif’s deformations under its drainage. International Journal of Applied Mathematics, 31(6), 751-762. https://doi.org/10.12732/ijam.v31i6.5.

15. Khalymendyk, I., & Baryshnikov, A. (2018). The mechanism of roadway deformation in conditions of laminated rocks. Journal of Sustainable Mining, 17(2), 41-47. https://doi.org/10.1016/j.jsm.2018.03.004.

16. Sdvizhkova, Ye. A., Babets, D. V., & Smirnov, A. V. (2015). Support loading of assembly chamber in terms of Western Donbas plough longwall. Naukovyi Visnyk Natsionalnoho Hirnychoho Universytetu, (5), 26-32.

17. Lozynskyi, V., Saik, P., Petlovanyi, M., Sai, K., & Malanchyk, Z. (2018). Analytical Research of the Stress-Deformed State in the Rock Massif Around Faulting. International. Journal of Engineering Research in Africa, (35), 77-88. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/JERA.35.77.

18. Dychkovskyi, R., Vladyko, O., Maltsev, D., & Cáceres Cabana, E. (2018). Some aspects of the compatibility of mineral mining technologies. Rudarsko-Geološko-Naftni Zbornik, 33(4), 73-82. https://doi.org/10.17794/rgn.2018.4.7.

19. Fomychov, V., Mamaikin, O., Demchenko, Y., Prykhorchuk, O., & Jarosz, J. (2018). Analysis of the efficiency of geomechanical model of mine working based on computational and field studies. Mining of Mineral Deposits, 12(4), 46-55. https://doi.org/10.15407/mining12.04.046.

20. Rotkegel, M., & Grodzicki, M. (2018). The concept of the modification and analysis of the strength of steel roadway supports for coal mines in the Soma Basin in Turkey. Studia Geotechnica et Mechanica, 40(1), 38-45. https://doi.org/10.2478/sgem-2018-0006.

• < Назад
• Вперёд >